Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Химико-технологический факультет

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Процессы и аппараты химической технологии»

на тему:

РАСЧЕТ КОНДЕНСАТОРА РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ

Студент IV-ХТ-2 Шнякина Н.С.

Преподаватель, доцент Скороход А. А.

2012 Содержание

Введение

Описание технологической схемы.....................................................................5-6

Описание конструкции аппарата и обоснование его выбора..............................7

Технологический расчет

Выражение состава пара в мольных долях...........................................................8

Определение температуры конденсации пара..................................................8-9

Расчет теплового потока и расхода хладагента...............................................9-10

Определение средней разности температур между теплоносителями.............10

Приближенная оценка коэффициента теплопередачи и площади поверхности теплообмена......................................................................................................10-11

Возможность установки вертикального и горизонтального аппарата........11-15

Расчет гидравлического сопротивления трубного пространства................15-17

теплообменника

Вывод......................................................................................................................18

Библиографический список..................................................................................19

Приложение............................................................................................................20

Введение

Теплообменные аппараты, предназначенные для конденсации паров, называются конденсаторами. В конденсаторах поступающий насыщенный или перегретый пар, отдавая тепло нагревающемуся теплоносителю (хладагенту), переходя в жидкую фазу. Образовавшаяся при фазовом переходе жидкость называется конденсатом. Конденсат отводиться из аппарата при температуре конденсации. Количество теплоты r, выделяющееся при конденсации одного килограмма пара, называется удельной теплотой конденсации. Для испарения одного килограмма жидкости необходимо затратить точно такое количество теплоты r, в этом случае r называется удельной теплотой парообразования. Величину r также называют удельной теплотой фазового превращения.

Иногда в теплообменном аппарате конденсируется не весь поступающий поток пара, а только некоторая его часть. В этом случае теплообменный аппарат называется парциальным конденсатором. Парциальные конденсаторы используются в ректификационных установках, когда происходит переработка получаемого дистиллята в паровой фазе.

Кроме конденсаторов и парциальных конденсаторов в промышленной практике применяются конденсаторы-холодильники. В этих теплообменных аппаратах поступающий пар полностью конденсируется, и образовавшийся конденсат охлаждается до температуры t_k, более низкой, чем температура конца процесса конденсации t_w.

При рассмотрении теплообменных аппаратов с непрерывно изменяющейся температурой теплоносителей различают аппараты:

• прямоточные

• противоточные

• перекрестного тока

• смешанного тока

Теплообмен и гидравлическое сопротивление связаны со скоростью движения теплоносителей, то есть последняя должна выбираться в некоторых оптимальных пределах, определяемых стоимостью поверхности теплообмена аппарата данной конструкции и стоимостью затрачиваемой энергии при эксплуатации аппарата. Чем больше скорости теплоносителей, тем выше коэффициент теплопередачи и тем компактнее для заданной тепловой производительности теплообменник, а значит меньше капитальные затраты, но при этом растет сопротивление потоку и возрастают эксплуатационные затраты. При проектировании теплообменных аппаратов необходимо решать совместно задачу теплообмена и гидравлического сопротивления и найти наилучшие характеристики.

Задачей конструкторов является разработка теплообменных аппаратов с наименьшей затратой материала на единицу переносимой в нем теплоты. Для этого нужно увеличивать значения Δt_ср и К при одновременном уменьшении мощностей, необходимых на прокачку теплоносителей.

В данном проекте я выбрала кожухотрубчатый теплообменник жесткого типа. Эти теплообменники относятся к наиболее часто применяемым поверхностным теплообменникам. В них одна из обменивающихся теплом сред движется внутри труб ( в трубном пространстве ), а другая – в межтрубном пространстве. Среды обычно направляются противотоком друг к другу. При этом нагреваемую среду направляют снизу вверх, а среду, отдающую тепло,- в противоположном направлении. Такое направление движения каждой среды совпадает с направлением, в котором стремиться двигаться данная среда под влиянием изменения ее плотности при нагревании или охлаждении.